内容正文:
第十七章 电磁波与现代通信
第十八章 能源与可持续发展
1、 电话与模拟通信和数字通信
1. 电话的组成:话筒-把 信号变成变化的 信号;听筒-把变化的 信号变成 信号。
2. 电话的工作原理:声音→话筒→产生 →听筒→ (声音)。
3. 模拟信号:在话筒将声音转换成电流信号时,信号电流的 , 变化的情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样,模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫 。模拟通信:使用模拟信号的通信方式叫模拟通信,例如:传统的市话通话,长途通话。
4. 数字信号:用不同 的不同 表示的信号叫做 。数字通信:使用数字信号通信的方式叫数字通信,例如电子计算机是利用 进制码识别信息和处理信息。
5. 模拟通信在加工,放大和传输过程中抗干扰能力 ,噪声 ,失真 ;而数字信号形式简单,抗干扰能力强,噪声小,失真小。
6. 电话交换机间的信息是靠 传递,而电话与电话机之间的信息传递靠 ,但是不论哪种通信都需要电话线。
2、 电磁波及应用
1. 电磁波:如果在空间某处产生一个随时间变化的电场,这个电场就会产生 ,如果这个磁场也随时间变化,那么它又会在空间产生新的电场,这个变化的电场,磁场并不局限于空间某个区域,而是由远及近的传播出去,这样的传播就形成了 ,即导体中电流的迅速 在空间激起电磁波。
2. 电磁波性质:是一种看不见摸不到的特殊物质,可以在 中传播,传播不需要 ;电磁波传播的速度
电磁波的波长为λ,波速 ,其中 是电磁波的 ;电磁波的波谱:γ射线,X射线,紫外线,红外线,微波,短波,中波,长波。
3. 微波炉:利用 (波长很 的 )来加热食品。
4. 雷达:利用无线电波测定物体位置的无线电设备;工作原理:电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生 ,雷达就是利用电磁波的这个原理,波长越 ,传播直线性越 ,反射性能越 。
5. 无线电波:电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆赫兹的那部分叫做无线电波(无线电技术中使用的电磁波);根据波长的不同而有不同传播特征:分为地波,天波,空间波三种;
6. 激光:激光束 特别好,在传播很远的距离后仍能保持一定的 ,制成激光测距雷达;激光束的亮度高,在很小的空间和很短的时间内能集中很大的能量,利用激光束切割物质,焊接金属,医学上称作“光刀”。
3、 广播、电视和移动通讯
1. 无线电广播信号的发射和接收:无线电广播信号的发射由广播电台完成,无线电广播信号的接收由 完成。
1 发射:话筒把播音员的 信号转换成 信号,然后用调制器把音频电信号加载到高频电磁波(载波)上,再通过天线发射到空中。
2 接收:收音机天线接到 ,经过收音机的调谐器选出特定频率的信号,电子电路在把音频信号从中选出来,进行放大,送到扬声器里,把音频电信号转换成声音。
2. 电视信号的发射和接收:电视信号的发射由电视台完成,电视信号的接收由电视机完成。
1 图像信号的产生过程:摄像机把图像变成电信号,发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上,通过发射电线发射到空中。
2 图像信号的接收过程:电视机的接收天线把高频信号接收下来,通过电视机把图像信号取出来并放大,由
把它还原成图像。
3 注意:声音信号的产生,传播和接收与无线电广播的工作过程相似,与无线电信号一样,单独的图像信号 在空中传播,必须以 为载体传播
3. 移动通信
1 基本原理:移动电话能将我们讲话的信号利用电磁波发射到空中同时又能在空中捕获电磁波得到对方讲话的信号。
2 优点:利用电磁波传递信息,只要在电磁波辐射到的区域都能进行通话,比固话方便。
3 缺点:为了保证通话的质量,必须建立较大的无线电台进行信号的转换,这些固定的电台叫做 。
移动电话机既是无线电 又是无线电 。
4、 越来越宽的信息之路
1. 微波通信:作为载体的无线电波,频率 ,相同时间内传输的信息就 。微波波长在10m-1mm,频率在30MHz-3×105MHz的电磁波。
2. 中继站:微波接近光波,大致沿 传播,微波不能沿地球表面绕射,因此每隔50km左右就需要建设一个中继站;如果遇到高山和大洋根本无法建中继站,有时需要利用同步卫星作为中继站。
3.